بهینه یابی هندسه سیستم شبکه قطری تحت بارگذاری باد با روش جستجوی جهتی شبه تصادفی

سازه های بلند به دلیل ارتفاع زیاد و سطح بادگیر بزرگ، از بارگذاری باد اثرپذیری زیادی دارند و در طراحی این سازه ها باید امکان بهره برداری و احساس امنیت استفاده کنندگان لحاظ شود. یکی از سیستم های سازه ای جدید که عملکرد خوبی هم از لحاظ سازه ای و هم از لحاظ معماری در سازه های بلند دارد، سیستم سازه ای شبکه قطری می باشد. این سیستم سازه ای از واحدهای عضوی به صورت اعضای مورب تشکیل می شود و این واحدها در ارتفاع سازه تکرار می شوند. در این رساله هدف طرح بهینه این سازه ها به صورت کاهش وزن در عین ارضای ضوابط آیین نامه ای در خصوص قابلیت بهره برداری و جلوگیری از آسیب جدی به سازه در شرایط تعریف شده می باشد. ابتدا سازه های 20 و 30 طبقه با نسبتهای منظری مختلف پلان، به صورت خطی مدلسازی و طبق مقررات ملی ایران برای بارهای زنده و مرده همراه با حداکثر شدت باد مبنا بارگذاری شده اند. نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی سازه نمونه در برنامه نوشته شده در محیط matlab با نرم افزارهای رایج تحلیل سازه صحت سنجی گردیده است. سپس فرمولبندی دو مساله بهینه یابی گسسته با هدف کاهش وزن سازه فولادی ارائه شده که یکی فقط شامل تغییر مقاطع ابعادی اعضا و دیگری شامل بهینه یابی همزمان ابعاد و هندسه شبکه قطری می باشد. با توجه به قیدهای آیین نامه ای هر مدل به نسبت تخطی از قیود، تابع هدفش جریمه می شود تا اینکه از گزینه های مطلوب خارج نگردد. در این رساله کارایی الگوریتم های فراابتکاری جستجوی هماهنگی، انفجار مین، دسته ذرات بهینه یاب و روش جستجوی جهتی شبه تصادفی در بهینه یابی سازه سه بعدی شبکه قطری با ارائه یک رمزدهی ویژه متغیرهای طرح مقایسه شده است. انفجارمین با وجود سرعت همگرایی بالا و جستجوی هماهنگی با صرف زمان محاسباتی کمتر نتوانستند از کمند بهینه موضعی بگریزند. در عوض روش جستجوی جهتی شبه تصادفی عملکرد بهتری از دیدگاه کیفیت نتایج نهایی بدست داده است. در طرحهای بهینه نهایی مدولهای شبکه قطری با افزایش ارتفاع جمع تر شده اند تا سختی مورد نیاز برای کاهش جابجایی در رفتار خمشی سازه بلند را با وزن کمینه تامین کنند. البته برتری نتایج بهینه یابی همزمان هندسه و ابعاد بر طرحهای حاصل از تغییر ابعادی صرف در مدلهای منظم بیشتر از حالت نسبت منظری 2 در پلان بوده است.